作者: Bike (要買鋰基高溫黃油請Q我) 站內: Bike_beauty
標題: 關於奈米烤漆
時間: Fri Nov 26 17:30:14 2004
我看到不少人詢問有關奈米烤漆的問題，正好我待的實驗室有人在做類似的研究
，所以把我聽到的PO出來給大家分享。
奈米烤漆為何要標榜奈米？若以原理層面來說，我會把奈米烤漆歸類為行銷名詞
，畢竟廣告是要打動消費者的心，噱頭遠比真實性重要。也有人會好奇，至少這是屬
於奈米技術的範疇吧？好的，在陷入"奈米"這個迷思前，請讓我先解釋一些更基本的
原理。奈米烤漆標榜的是什麼？不易沾附灰塵、有潑水性，其基本精神就是烤漆表面
的親疏水特性，因此，我將從"親疏水表面"這個概念開始著手。
當液體(最常見的就是水滴)附著在一表面時，基本上會有兩種狀況，一是聚縮為
一近似球狀的外型，另一是偏向攤平在表面之外型，其最大差異是此兩者與表面的接
觸角度。換言之，親疏水表面的基本意義即是，使某一種液體的接觸角大於90度，稱
為疏水性表面，接觸角小於90度，稱為親水性表面。一個常見的家庭生活例子，不沾
鍋，就是利用一層緻密的鐵弗龍形成一疏水表面，避免食材沾附於鍋子上；另一自然
界的例子，朝露。觀察朝晨附著在葉子的露水，會因為葉子表面有一層**(名詞忘了，
好像叫做角質層)，形成一疏水表面。因此，葉子被風吹動後會滑落葉面。既然親疏水
特性與接觸角有關，那麼，接觸角要怎麼量測呢？這是科學家要擔心的問題，對我們
而言，要測試某物體表面是否為親水或疏水特性，只要做以下幾個動作即可辨別
1.將液體滴於物體表面
2.先觀察液珠的接觸角角度，或者外型是內聚抑或攤平。
3.將物體表面拿起懸空，使液珠有如懸掛在物體表面上，如同洗澡後天花板有
很多水珠一樣，若液珠附著在表面，代表親水表面，若液珠掉落，則為疏水
表面(註一)
當我們做上述幾個動作時，聰明的你是否想到答案了呢？是的，親水表面使液珠
容易附著於表面上，相反的，疏水表面使液體不易附著於表面上。換言之，即使液珠沾
附在疏水表面，只要有外力作用於液珠上，即可很輕易的移動液珠(註二)，這些外力諸
如重力、風、擦拭等等。
當我們瞭解到，親疏水表面對於液珠的附著能力後，接續衍生到"如何產生疏水表
面呢"？此時已經將一個物理現象推廣到工程問題了，雖然自然界有很多疏水特性的例
子，對工程而言，是很少能直接拿來使用的，比如說，沒有人會直接把葉子的表皮移
植到鍋子。因此，在工程問題上，我們只能模仿自然界的原理來達到相同的目的。鐵弗
龍即是一個很常見的例子，鐵弗龍的分子結構非常緻密，而且耐酸鹼等化學反應，所以
拿來當不沾鍋的材料十分適合。不過，要把鐵弗龍鍍在烤漆表面，可能會花費很多成本
，因此，工程師又要想另一個便宜耐用的方法，來克服工程上的困難。
其實，打蠟本身就是一種表面處理，藉由油水不互溶，並且臘本身的疏水特性，形
層一層保護膜。不過，既然提到奈米烤漆，光解釋到此是不夠的，也無法滿足大家，接
續我將提供我所知到的另一種表面處理方式。
行文至此，大家一定要記住一個大前提，找一個方法使表面變成疏水特性!!OK，秉
持這個觀點繼續看下去。既然只要找到能使表面變成疏水特性就好，那麼，如果我們能
找到一種液體，把物體浸泡到這種液體中，然後拿出來就能形成一層疏水層，不就很方
便了嗎(註三)？是的，真的有這種神奇的液體呦!要解釋此種溶液的原理，必須從分子結
構著手，因為我不是這行的本科，所以我用簡單的方式描述其分子結構功能與特性。
大家還記得肥皂的功能嗎？去污、去油，換言之，肥皂的分子結構本身有兩端功能
基，一端是能吸附油脂的親油端，另一端是親水端，肥皂分子先用親油端包住油滴後，
再用親水端使包覆後的油滴能"溶解"(這應該不是正確的名詞)於水中。把這種原理變換
一下，如果某一種分子，一端能緊密的吸附在物體表面，另一端暴露於環境之中，並且
此端的分子化學特性屬於疏水性，那麼，把這種分子塗布於物體表面後，不就變成疏水
表面了嗎。
回歸到最初提到的奈米烤漆，有可能是採用這種方式進行表面處理。另一方面，這
種表面處理方式，取決於塗布的分子結構特性，故稱為奈米烤漆。
註一：此原理為親水特性下，表面張力抵抗水珠本身的重力，形成力平衡，使水珠能附
著於天花板上。倘若水珠過大，重力大於表面張力的支撐力，就會滴落嘍~~
另一種描述表面特性的方法是從能量的觀點著手，這說下去又是一大篇文章了，
有興趣的人可以翻翻表面物理化學的書，開頭第一章就會提到嘍~~~
註二：這裡講的是特性，並非定量，所謂的輕易，指的是與親水表面相比較。
註三：不一定要採用浸泡的方式，我也有看過採用壓印的方式，就如同蓋印章一樣，把
化學分子壓印到物體表面。此類研究非常多，我所接觸到的屬於 salf-assembly-
molecular (簡稱SAM,自我組裝分子)
--
╭┼ Origin: 玩車人的天地 ˙東吳機研站 scumotor.com.tw
┼╯ Author: Bike 從 fangangpub.ess.nthu.edu.tw 發表
→ sBiNz 推：這不給M說不過去!!! 04/11/27
→ jting 推：要推一下，說明的好詳細 04/11/27